110千瓦標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器傳動特性研究.pdf

1、本文針對“育鯤”輪淡水泵的110kW標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器為研究對象，并鑒于該磁力耦合器廠商只提供了額定工況點的傳動特性參數(shù)，缺少非額定點的傳動特性參數(shù)的現(xiàn)實，分別開展了其傳動特性的解析計算、有限元仿真分析和試驗方法的研究，以彌補(bǔ)磁力耦合器傳動特性研究的不足，為使用、設(shè)計和制造提供技術(shù)支撐。
　　首先論述了標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的工作原理、特點、結(jié)構(gòu)，結(jié)合“育鯤輪”No.3淡水泵冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了簡單地介紹并給出了該型號磁力耦合器的參數(shù)，為理論分

2、析提供了樣機(jī)。
　　其次基于恒定磁場理論，建立標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的解析模型，求解其解析模型，得到標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式。結(jié)果表明:標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的轉(zhuǎn)矩系數(shù)與銅盤厚度呈高度非線性關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的轉(zhuǎn)矩系數(shù)與氣隙大小呈高度非線性關(guān)系，轉(zhuǎn)矩與滑差呈線性關(guān)系，在工程上羅素系數(shù)對傳遞轉(zhuǎn)矩的影響可以忽略不計。
　　然后結(jié)合某型號標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器參數(shù)，運用Maxwell16.0軟件對該型磁力耦合器進(jìn)行仿真分析，獲得磁力耦合器各

3、部件的磁場強(qiáng)度分布、磁感應(yīng)強(qiáng)度分布、渦電流密度分布、轉(zhuǎn)矩值和損耗功率。結(jié)果表明:銅盤中渦電流密度隨著滑差的增大而增大，轉(zhuǎn)矩值與滑差呈線性關(guān)系，損耗功率與滑差呈冪函數(shù)關(guān)系。
　　搭建了110千瓦磁力耦合器試驗臺，對該型號標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器進(jìn)行試驗，得到了四個同步轉(zhuǎn)速750rpm、1000rpm、1500rpm和3000rpm標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的試驗數(shù)據(jù)。結(jié)果表明:同步轉(zhuǎn)速越大，轉(zhuǎn)矩與滑差率的比值越大，功率與滑差率比值越大;同步轉(zhuǎn)速一定時

4、，轉(zhuǎn)矩與滑差率和功率與滑差率比值為常數(shù);滑差率一定時，同步轉(zhuǎn)速越高傳遞的轉(zhuǎn)矩和功率更大，故標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器適合工作在高轉(zhuǎn)速工況下。
　　最后對有限元仿真數(shù)據(jù)、解析數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析，解析數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)的誤差均在20％以內(nèi)，滿足工程上對標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器轉(zhuǎn)矩的計算要求;分析結(jié)果表明:隨著滑差的增加，解析數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)越來越接近試驗數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)比仿真數(shù)據(jù)更接近試驗數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)的最小偏差率為1％，可以表征